微平板热管导热性能测试系统

为精确评价微平板热管的导热性能,搭建了微平板热管的热性能测试系统,该系统按功能主要分加热/冷却、信号测量、视觉采集和数据处理与记录等.为减少输入热量散失,整个测试系统在真空环境中进行,保证了热量能有效通过微平板热管输出.系统中测量了微平板热管的输入热流以及蒸发段、绝热段、冷凝段3部分的温度,通过计算得到热阻和当量导热系数两个热性参数.输入功率为2W时,对灌注工质和未灌注工质的微平板热管进行测试,结果显示:灌注工质的热管与未灌注工质的热管对比,导热系数大约提高3倍,热阻降低3.5倍.本文建立的测试系统可用于微平板热管的导热性测试及评价.

微平板热管热性能的优化分析

针对大功率集成设备的散热瓶颈问题,建立了一种微热管模块数学模型,应用数值模拟方法研究不同加热功率不同风速下的微热管模块热性能。模拟结果表明微热管基板表面的平均温度比铜基板降低7～10℃.微热管基板表面最大温差在3℃以内,表明了微热管在高热流密度时能够有效扩散集中热源并具有优良均温特性。分别分析加热功率,空气流速以及导热翅片对微热管模块传热性能的影响特性,发现微热管模块在热流密度180 W,空气流速2.5 m·s^(-1)以及导热翅片20片时热扩散性能达到最优。模拟表明该微热管模块能够最大限度避免基板的热应力集中,从而保证功率模块的高效平稳运行。

U型平板微热管LED散热器散热性能分析

针对目前LED表面发热量较大,局部温度过高,而导致其使用寿命减少的问题,该研究以平板微热管为核心传热元件,与锯齿形翅片结合,设计了一种U型平板微热管散热器。采用试验和仿真模拟相结合的方法,对不同风速、翅片结构、翅高及翅间距等关键影响因素进行分析。结果表明:通过对比分析U型平板微热管在两种室外工况下各测点试验值和模拟值,散热稳定后温度的最大误差分别为4.2%和6.7%,验证了模型的可靠性。风速分别为0.5和3.0 m/s时,锯齿型翅片都具有良好的散热性能。当风速为3.0 m/s时,锯齿型翅片、W型翅片、直翅片散热器稳定后热源温度分别为34.3、35.5和39.1℃。为找到最佳工况和结构,进行了正交分析,当室外风速为3.5 m/s,锯齿型翅片翅高为12 mm,翅间距为8 mm时,U型热管具有较佳的散热性能。研究结果可为LED散热系统的设计提供数据参考和设计思路,拓宽LED光源的应用范围。

平板微热管阵列换热器的研究现状与展望

平板微热管阵列换热器作为一种高效的传热设备,在当前节能减排的背景下具有广阔的应用前景。本文主要针对平板微热管阵列换热器的优化研究应用现状进行总结分析,得出其传热性能主要影响因素有:平板微热管阵列的微槽尺寸、工质选择、充液率、倾斜角度及换热器的翅片结构尺寸、热流量、运行温度、流动特性等,这些都会对其产生性能影响。在上述性能影响因素当中,对于平板微热管阵列换热器翅片结构尺寸参数的优化研究相对来说仍然较少,需要进一步的重视和探究。

蒸发冷凝长度比对不同微槽平板铝热管热性能的影响

为研究不同蒸发段和冷凝段长度比值对平板铝热管热性能的影响,通过实验分析了相同截面尺寸、相同填充工质、矩形微槽道和三角形微槽道的平板热管90°安装,以及采用连续递增的输入热流和冷凝段强制风冷换热时,9种不同比值对平板热管热性能的影响。研究结果表明:提出的平板微槽道热管蒸发段冷凝段长度比值对平板微槽道热管热性能的影响明显。优选的两种类型蒸发段冷凝段长度比值在0.8~1.25范围内,传热性能良好。对比不同微槽道的平板热管发现,同等条件下矩形微槽道平板热管的传热性能优于三角形微槽道平板热管,并提出蒸发段冷凝段长度比值的最佳值为1,建议应用设计中蒸发段冷凝段长度比值范围为0.8~1.0。研究结果可对平板微槽道热管应用系统的设计提供准确参考。

角度变化对平板微热管性能的影响分析

以填充工质为25%的平板微热管为研究对象,实验研究了微热管整体倾斜角度、冷凝段弯折角度对平板微热管性能的影响,结果表明:在平板微热管水平放置以逆时针角度变化的过程中,当倾斜角度从0°变化到10°时,平板微热管的性能有很好的改善,当倾斜角度大于10°时,倾角的改变对平板微热管性能的改善无显著作用,倾斜角度大于10°时平板微热管的热性能明显好于0°时,所以在实际应用中微热管阵列倾斜角度应大于10°使用;平板微热管垂直放置,冷凝段弯折角度为15°时,平板微热管具有较好的均温性和传热性,当平板微热管冷凝段的弯折角度大于15°时,平板微热管的平均轴向温差和平均热阻均大于冷凝段弯折角度小于15°时的平均温差和热阻,所以在实际应用中平板微热管冷凝段的弯折角度应小于15°使用。

浸润性对沟槽平板微热管传热性能的影响

对于沟槽平板微热管,浸润性是影响其传热性能的重要因素。为研究沟槽平板微热管管壳内壁浸润性对传热性能的影响,文中使用机械加工的方法在管壳内壁打磨出沟槽,以甲醇为工质,通过控制化学刻蚀时间,制备出全管壳接触角约为10°、29°、84°、87°的管壳内壁。将此结构引入沟槽平板微热管中,对其进行了传热性能实验和试样表面的表征。实验结果表明:当接触角为29°、输入功率为2.5 W时,沟槽平板微热管的传热性能最好,其传热热阻比接触角为84°的沟槽平板微热管减小了55.4%。还发现沟槽平板微热管全管内壁接触角过小,会导致绝热段工质流速减慢,从而影响传热性能。

平板微热管阵列应用于锂电池散热的数值模拟研究

本文将平板微热管阵列应用于锂电池散热,利用Fluent软件模拟电池单体及电池模块的温度场,结果表明:随着放电倍率的增加,电池产热量急剧增加,在自然对流条件下,电池单体以2C运行结束最高温度可达55.90℃;平板微热管阵列的应用可以有效降低电池模块温度和温差,电池模块以高倍率2C运行时,采用12根平板微热管阵列对称布置散热可使电池模块的最高温度降低12.34℃,温差减小3.81℃;微热管阵列对称布置可有效降低电池模块的温度不均匀性。

不同蒸发/冷凝段长度比变化对V型槽道平板微热管性能影响分析

以填充工质为25%的V型槽道平板微热管为研究对象,利用设计搭建的风冷实验平台,分别研究了9种不同蒸发冷凝长度比及工作倾角对微热管启动性能、传热性能和等温性能的影响。研究结果表明:当蒸发/冷凝段长度比Lec为1∶1时平板微热管启动时间短,具有良好的等温性能和传热性能,蒸发段或冷凝段长度缩短均会对微热管的性能产生不利影响;增加冷凝段长度可以增大换热面积,提升微热管启动性能;增加蒸发段可缩短微热管内部核心气泡与液面的距离,从而增大当量导热系数,减小热阻,提高微热管的传热性能;微热管倾角大于15°的轴向温差比水平放置时减小87%,建议微热管实际应用倾角应不小于15°。

不同结构和应用参数对平板微热管性能的影响

以铝基平板微热管为研究对象,探究平板微热管微槽道形状、填充工质、冷却方式、加热功率对平板微热管传热性能的影响,分析不同参数下平板微热管平均温差和热阻的变化规律。结果显示:矩形槽道的平板微热管性能优于三角形槽道平板微热管,丙酮工质平板微热管的性能优于甲醇工质平板微热管,带翅片的平板微热管的性能优于不带翅片的平板微热管。在极限热流密度范围内,加热功率越大,平板微热管的性能越好。

平板微热管阵列及其传热特性

研制了结构紧凑的带有微结构的平板微热管阵列,并对其充装不同工质时的传热性能进行测试。同时对热管内充装不同工质时的热通量进行了测试。结果表明,在使用甲醇、乙醇、丙酮、R141b为工质的情况下该平板微热管阵列的散热效果良好,其中甲醇为工质的散热器在保证芯片表面正常的工作温度下的最大热通量及总热量输运能力分别达到102W·cm-2及102W以上。最高热通量可达200W·cm-2。以甲醇为工质的不同充液率实验表明,平板微热管阵列的热通量随充液率的不同而有所变化,最佳充液率为0.3。

三种微槽结构的平板热管的传热性能实验研究

对三种微槽平板热管的传热性能进行了实验研究,分析了充液率、工质的种类、槽道形状对微槽平板热管传热性能的影响。得到了深槽平板热管的最优充液率范围,证明了深槽平板热管具有更加优良的传热性能。

微槽平板热管传热性能的实验研究

系统地研究小充液率条件下重力对微槽平板热管传热性能的影响,分析了工作温度、冷却方式等影响因素.发现重力对热管径向液膜的分布影响比较小,而对轴向的影响比较明显,从而使得倾角较大地影响了热管的传热能力.进一步证明了深槽平板热管具有良好的传热性能.

重力对微槽平板热管传热性能的影响

系统地研究了重力对微槽平板热管传热性能的影响 ,分析了工作温度、冷却方式和倾角等影响因素。通过对比实验发现重力对热管的轴向液膜分布影响非常明显 ,在周向只在大充液率时有明显的影响 ,从而使得倾角较大地影响了热管的传热能力。研究表明深槽平板热管具有优良的传热性能 。

平板微热管阵列在LED散热装置中的应用

针对目前大功率LED灯的散热问题,研制了高效散热器件——平板微热管阵列。实验表明,平板微热管阵列具有良好的热输运能力,当蒸发段表面温度为69.5℃时,热流密度能够达到143.2 W/cm2。利用该平板微热管阵列设计了用于LED散热的散热装置,并进行了相关的实验测试和模拟研究。结果表明,该散热装置散热效果良好,测得的光源基座处的温度均低于70℃,大大低于对结温的要求。模拟结果与实验结果误差在4%以内,模型合理,可以用于该散热装置的优化设计。

基于平板微热管阵列的新型太阳能空气集热器热性能及阻力特性研究

以平板微热管阵列为核心部件设计一种新型的太阳能空气集热器,对其热性能和阻力特性进行详实的实验研究。探讨不同季节对空气集热器集热效率的影响;空气流量对集热效率的影响;空气集热器的流动阻力特性。实验结果表明:夏季稳定运行状态下集热器的集热效率可达73%,流动阻力小于25 Pa。

平板微热管阵列相变蓄热装置蓄/放热性能

为提高相变蓄热装置的性能,基于平板热管技术设计了一套相变蓄热装置,将熔点58℃的工业石蜡作为该蓄热装置的蓄热材料,对平板微热管阵列在蓄/放热过程的均温性能、蓄热装置内部石蜡温度变化以及蓄热装置的蓄/放热效率进行实验分析,同时对不同供/取热流体温度和流量的实验条件下蓄热装置蓄/放热特性进行研究.结果表明:平板微热管阵列在蓄/放热过程中性能稳定,蓄热装置蓄/放热效果良好;在供/取热流体流量为2.0 L/min,供热流体温度为80℃,取热流体温度为20℃的实验条件下,计算得到该蓄热装置平均蓄热功率、放热功率分别为662、764 W.

平板微热管阵列-泡沫铜复合结构相变蓄热装置蓄放热特性

相变蓄热技术是节能减排的一个重要手段,在太阳能利用、余热回收和电力削峰填谷等领域发挥重要的作用。设计了以平板微热管阵列-泡沫铜复合结构为基础,多孔扁管为载热流体通路,水为载热介质,石蜡为相变材料的热管式蓄热装置。通过实验研究了蓄放热过程中装置内部石蜡的温度分布情况,不同载热流体温度和流量下的蓄放热功率变化,以及装置蓄放热效率等特性。实验结果表明,平板微热管阵列-泡沫铜复合结构可以使箱体内石蜡温度分布更加均匀;增加载热流体和相变材料的温差以及增大流量都可以提高蓄放热功率。实验条件下,该装置的最大蓄热功率为1.24 kW,最大放热功率为1.43 kW。装置蓄热效率为92%,放热效率为94%,总效率为87.4%。

一种微小型多槽道平板热管传热特性的实验研究

对微小型多槽道矩形结构的铜-水平板热管的启动特性以及热管的充液率、倾角及冷凝段的传热能力对传热性能的影响进行了实验研究。结果表明:热管具有良好的启动特性,其最佳充液率在1.3左右,重力能辅助热管换热,改善热管的传热性能,提高冷凝段的冷凝能力能有效的提高热管的传热性能。

微热管阵列平板太阳能集热器中空保温层厚度优化

为分析微热管阵列平板太阳能集热器的热性能，该文建立了集热器的CFD模型，对其进行数值模拟，将模拟结果与试验结果进行对比，验证了模型的可靠性。采用该CFD模型对集热器保温层厚度进行优化，结果表明，当实心保温层导热系数分别为0.02、0.03、0.04、0.05 W/（m·K）时，优化的实心保温层厚度分别为4.5、5.0、5.5、5.5 cm。合理设计的中空保温层（空气层与实心保温层相结合的保温层形式）集热器能够达到与实心保温层集热器相当的保温隔热效果，同时可使集热器保温层成本及质量降低25%～50%。最后，该文给出了保温层总厚度分别为4、5、6 cm时的中空保温层厚度优化结果，为该类集热器保温层的设计提供了理论依据。